一种煤矸石、磷石膏与污泥协同制备陶粒的装置及方法与流程

本发明涉及煤矸石制备陶粒设备技术领域，具体为一种煤矸石、磷石膏与污泥协同制备陶粒的装置及方法。

背景技术：

在现实生活中，随着人类活动范围的逐渐加大，为提高经济发展，人类在生产生活中对于自然坏境的破坏也日益严重，导致水土污染，不利于环境资源的可持续发展，并且环境污染所带来的负面状态，对人们的日常生活已经造成严重的影响，例如，在进行矿山开采后，被开采的山体往往会被矿渣废料污染覆盖，矿业废弃地表面遗弃的煤矸石等废料堆积在山体表面，对于山体生态环境的自然恢复造成极大的阻碍；

由于矿业废弃物的回收利用价值较低，导致人们对于矿山山体环境恢复治理的积极性不高，因此，若是可以将矿山表面煤矸石合理的加工利用，形成具有增益性能的产品，则可以大大提升人们对于山体治理的积极主动性，降低山体治理恢复的成本；

并且在现今矿业中的煤气提炼领域，煤气提炼后烧制成型的焦渣利用效率较低，焦渣的存在往往仅可以作为建筑填埋物，但是由于受运输成本以及无害化处理成本的影响，导致焦渣通常直接被作为废弃物丢弃，若是可以将煤气化渣与矿山开采的废弃煤矸石合理利用，生产呈具有增益效果的产品，则可以有效的增强废弃资源的利用效率，便于降低环境治理的成本；

在现如今的各种建筑材料中，存在一种通过土石碎屑烧制而成的材料颗粒——陶粒，陶粒是一种可以通过回旋窑加工烧制的建筑材料，其具有密度低、筒压强度高、孔隙率高、软化系数高、抗冻性良好、抗碱集料反应性优异等性能，使得其可以应用在各种工业以及民用建筑领域，具有很高的生产价值，因此，将矿山开采剩余的煤矸石与煤气化渣有机结合，进行陶粒生产，可以有效的提升煤矸石以及煤气化渣的利用价值，降低山体环境恢复以及煤气化渣处理的成本，为此我们提出了一种煤矸石、磷石膏与污泥协同制备陶粒的装置及方法来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种煤矸石、磷石膏与污泥协同制备陶粒的装置及方法，以解决上述背景技术中提出的现有的矿山开采用废弃煤矸石以及煤气化渣的处理成本较大，煤矸石与煤气化渣在进行无害化时不能协同处理，不利于提高人们对矿山环境恢复积极性的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤矸石、磷石膏与污泥协同制备陶粒的装置，包括搅拌机构，所述搅拌机构包括有支撑座，且支撑座的共设置有两组，两组所述支撑座左右对称状固定在地面上，每组所述支撑座的顶部均转动连接有第一转轴，且两组所述第一转轴之间固定连接有混合桶，其中一组所述第一转轴远离混合桶的一端固定连接有第一伺服电机，所述混合桶的顶部一侧固定连通有进料口，所述混合桶的顶部另一侧固定连通有回料口，所述混合桶的内部中间位置竖直插设有第二转轴，且第二转轴的外侧固定安装有搅拌叶，所述第二转轴的上方一端固定连接有第二伺服电机，所诉混合桶的底部中间位置固定开设有出料管，所述出料管的另一端通过软管连通有第一输料泵，所述第一输料泵的输出端通过管道连通有碾磨机，且碾磨机的底部固定连接有造粒机，所述造粒机的出料口固定连通有第二输料泵，且第二输料泵的输出端通过管道连接有回旋窑，所述回旋窑的出料口处通过管道连通有冷却机构，且冷却机构的外壁内部均匀镶嵌有热管，所述回旋窑的外侧缠绕包裹有冷凝管，所述冷却机构的出料口通过管道连接有第三输料泵，且第三输料泵的输出端通过管道连通有除尘机构，所述除尘机构包括有除尘筒，所述除尘筒的顶部中间位置固定装设有进料筒，所述除尘筒的内部中间位置通过支架安装有挡罩，且挡罩的底部焊接固定有送风罩，所述挡罩的外壁上均匀镶嵌有通风导筒，所述送风罩远离挡罩的一端焊接连通有风机，所述除尘筒的外壁上固定镶嵌有连接管，且连接管的另一端焊接连通有连接环筒，所述除尘筒的底部焊接连通有出料斗，且出料斗的另一端固定连通有筛选机构，所述筛选机构包括有圆筒，所述圆筒的内部中间位置横向插设有第三转轴，且第三转轴的一端固定连接有第三伺服电机，所述第三转轴位于圆筒的内部的一端外侧固定安装有螺旋叶，所述圆筒的外壁上均匀开设有通孔，所述圆筒的外侧下方位置包裹有回收箱，且回收箱的一侧焊接连通在第四输料泵的输入端上。

优选的，所述混合桶通过第一转轴与支撑座转动连接，所述第一转轴固定连接在第一伺服电机的转动输出轴上，所述搅拌叶通过第二转轴与混合桶转动连接，所述第二转轴固定连接在第二伺服电机的转动输出轴上。

优选的，所述热管与冷凝管之间通过管道相互连通，所述热管的内部加注有高纯水，所述热管与冷凝管呈螺旋状分别缠绕固定在冷却机构和回旋窑的外侧。

优选的，所述挡罩的外形为阶梯状，所述挡罩的顶部中间位置正对进料筒的下方，所述进料筒通过管道与第三输料泵的输出端连接。

优选的，所述送风罩呈漏斗状固定在挡罩的底部，所述通风导筒倾斜状安装在挡罩的外壁上，且每组所述通风导筒的内部固定镶嵌有过滤网。

优选的，所述连接环筒的外形为圆环状，且连接环筒与除尘筒的圆心位置位于同一竖直直线上，所述连接环筒的外侧通过管道连通有连接盒，且连接盒的另一端通过管道固定连通在回料口上。

优选的，所述圆筒呈倾斜状安装连通在出料斗的底部，所述螺旋叶通过第三转轴与圆筒转动连接，所述螺旋叶的外形为螺旋状，所述螺旋叶的外侧边缘位置贴合在圆筒的内壁上。

优选的，所述圆筒的右侧外壁开设有贯穿状的开口，所述回收箱包裹在通孔的外侧，所述第四输料泵的输出端通过管道连通在连接盒上。

一种煤矸石、磷石膏与污泥协同制备陶粒的方法，包括如下步骤：

步骤一：通过进料口向混合桶的内部加入煤矸石、磷石膏以及煤气化渣原料，第一伺服电机在通电启动后带动混合桶前后摆动，并且第二伺服电机通电启动后转动，通过第二转轴带动搅拌叶转动，对混合桶内部的加注的原料进行搅拌混合，使得加入的煤矸石、磷石膏以及煤气化渣原料混合均匀；

步骤二：混合均匀的原料通过第一输料泵的抽动进入到碾磨机的内部，在碾磨机的内部研磨成粉；

步骤三：研磨成粉的原料向下掉落到造粒机的内部，通过造粒机的工作启动，加工成颗粒状半成品；

步骤四：造粒机内部加工成颗粒状的半成品在第二输料泵的工作启动下，抽送到回旋窑的内部，通过回旋窑的烧制形成陶粒；

步骤五：回旋窑内部烧制成型的陶粒输送到冷却机构的内部，在冷却机构的内部进行冷却，冷却机构外壁上包裹的热管，将冷却机构内部的余热进行回收并输送到冷凝管的内部，进行余热利用；

步骤六：回旋窑内部烧制成型的陶粒通过第三输料泵的抽动输送到除尘机构内部，在除尘机构内部将陶粒内部混合的尘土进行吹除，并将分离出的尘土重新输送到搅拌机构内部进行再次利用；

步骤七：除尘机构内部除尘过后的陶粒向下掉落进入筛选机构的内部，经过筛选机构的筛分，使得陶粒内部的不良颗粒筛选出来，合格品导出，不合格品则通过连接盒重新输送到搅拌机构内部，进行回收利用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.通过设置将煤矸石以及煤气化渣配合磷石膏加入到混合装置中进行混合，并进行碾磨操作，使得混合后的原料可以在造粒机的作用下形成新的颗粒，并借助于回旋窑烧制成陶粒，使得煤矸石以及煤气化渣的处理有机的结合在一起，通过生产形成具有较高价值的陶粒，有利于降低煤矸石以及煤气化渣处理时的成本，便于提高人们对于环境治理的积极性；

2.通过设置第一伺服电机通电启动带动混合桶前后摆动，配合第二伺服电机通电启动带动搅拌叶在混合桶内部旋转搅拌，有效的增强了搅拌机构对煤矸石、煤气化渣以及磷石膏混合搅拌的均匀性；

3.通过设置热管与冷凝管连通，在热管的内部添加有高纯水，使得生产成型后的陶粒在进入冷却机构内部进行散热降温时，热管内部的高纯水可以汽化进入冷凝管内部放热，为回旋窑内部的温度提供保障，有利于对热资源进行回收利用，便于降低能源的损耗；

4.通过设置除尘机构对生产成型的陶粒进行除尘，有利于防止陶粒在进行筛选过滤时尘土飞扬，同时，通过第四输料泵将回收箱内部掉落下来的不合格陶粒进行回收，配合连接环筒内部收集的粉尘，通过连接盒重新输送到搅拌机构内部，有利于对不合格产品进行回收利用，有效的避免资源的浪费。

附图说明：

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构正视剖面示意图；

图2为本发明的结构正视示意图；

图3为本发明搅拌机构的结构正视剖面示意图；

图4为本发明除尘机构的结构正视剖面示意图；

图5为本发明除尘机构的结构俯视示意图；

图6为本发明挡罩的结构立体示意图；

图7为本发明筛选机构的结构正视剖面示意图；

图8为本发明的工作流程示意图。

图中：1、搅拌机构；101、支撑座；102、第一转轴；103、混合桶；104、第一伺服电机；105、进料口；106、回料口；107、第二转轴；108、搅拌叶；109、第二伺服电机；110、出料管；2、第一输料泵；3、碾磨机；4、造粒机；5、第二输料泵；6、回旋窑；7、冷却机构；801、热管；802、冷凝管；9、第三输料泵；10、除尘机构；1001、除尘筒；1002、进料筒；1003、挡罩；1004、送风罩；1005、通风导筒；1006、风机；1007、连接管；1008、连接环筒；1009、出料斗；11、筛选机构；1101、圆筒；1102、第三转轴；1103、第三伺服电机；1104、螺旋叶；1105、通孔；1106、回收箱；1107、第四输料泵；12、连接盒。

具体实施方式：

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供的一种实施例：一种煤矸石、磷石膏与污泥协同制备陶粒的装置，包括搅拌机构1，搅拌机构1包括有支撑座101，且支撑座101的共设置有两组，两组支撑座101左右对称状固定在地面上，每组支撑座101的顶部均转动连接有第一转轴102，且两组第一转轴102之间固定连接有混合桶103，其中一组第一转轴102远离混合桶103的一端固定连接有第一伺服电机104，混合桶103的顶部一侧固定连通有进料口105，混合桶103的顶部另一侧固定连通有回料口106，混合桶103的内部中间位置竖直插设有第二转轴107，且第二转轴107的外侧固定安装有搅拌叶108，第二转轴107的上方一端固定连接有第二伺服电机109，所诉混合桶103的底部中间位置固定开设有出料管110，出料管110的另一端通过软管连通有第一输料泵2，混合桶103通过第一转轴102与支撑座101转动连接，第一转轴102固定连接在第一伺服电机104的转动输出轴上，搅拌叶108通过第二转轴107与混合桶103转动连接，第二转轴107固定连接在第二伺服电机109的转动输出轴上，工作时，工作人员通过进料口105向混合桶103的内部加入煤矸石、煤气化渣以及磷石膏，此时，第一伺服电机104以及第二伺服电机109通电启动，当第一伺服电机104转动时，带动固定在其转动输出轴上的第一转轴102往复转动，使得第一转轴102中间位置固定的混合桶103前后往复摆动，同时，第二伺服电机109通电启动后带动固定在其转动输出轴上的第二转轴107转动，使得第二转轴107带动搅拌叶108在混合桶103的内部转动，对混合桶103内部加入的煤矸石、煤气化渣以及磷石膏进行搅拌混合，配合混合桶103的前后往复摆动，使得混合更加均匀有效，大大提升了原料混合的均匀性。

第一输料泵2的输出端通过管道连通有碾磨机3，且碾磨机3的底部固定连接有造粒机4，造粒机4的出料口固定连通有第二输料泵5，且第二输料泵5的输出端通过管道连接有回旋窑6，回旋窑6的出料口处通过管道连通有冷却机构7，且冷却机构7的外壁内部均匀镶嵌有热管801，回旋窑6的外侧缠绕包裹有冷凝管802，热管801与冷凝管802之间通过管道相互连通，热管801的内部加注有高纯水，热管801与冷凝管802呈螺旋状分别缠绕固定在冷却机构7和回旋窑6的外侧，工作时，当搅拌机构1内部对原料进行充分混合后，混合桶103内部混合充分后的煤矸石、煤气化渣以及磷石膏在第一输料泵2的抽动作用下从出料管110内部导出进入碾磨机3的内部，在碾磨机3内部完成研磨操作，完成研磨操作后的原料化作为粉状进入造粒机4的内部，通过造粒机4形成颗粒状的半成品，并通过第二输料泵5的通电抽动，将造粒机4内部的颗粒状半成品输送到回旋窑6的内部，颗粒状的半成品在回旋窑6内部烧制成型，生成陶粒，当陶粒生产结束后，进入到冷却机构7的内部进行冷却降温，热管801和冷凝管802的内部为负压状态，当烧制成型的高温陶粒在冷却机构7内部进行散热时，热管801内部的高纯水吸收冷却机构7内部的余热，通过吸热迅速汽化，汽化后的高纯水向上进入冷凝管802的内部，在冷凝管802的内部完成放热，放热后的气态高纯水液化成小水珠重新滑落入热管801内部，热管801将冷却机构7内部的余热回收利用，通过在冷凝管802内部进行放热，辅助回旋窑6内部保持陶粒烧制温度，且有效的避免余热直接消散，便于对热资源的回收利用。

冷却机构7的出料口通过管道连接有第三输料泵9，且第三输料泵9的输出端通过管道连通有除尘机构10，除尘机构10包括有除尘筒1001，除尘筒1001的顶部中间位置固定装设有进料筒1002，除尘筒1001的内部中间位置通过支架安装有挡罩1003，挡罩1003的外形为阶梯状，挡罩1003的顶部中间位置正对进料筒1002的下方，进料筒1002通过管道与第三输料泵9的输出端连接，工作时，冷却机构7内部冷却后的陶粒通过第三输料泵9的通电抽动输送到除尘机构10的内部，陶粒从进料筒1002进入到除尘筒1001的内部，在重力作用下，陶粒掉落到挡罩1003上，沿着阶梯状的挡罩1003向下掉落，陶粒在掉落过程中与挡罩1003的台面碰撞起跳，使得陶粒与内部夹杂的粉尘分离开来，便于对陶粒内部的灰尘快速去除。

挡罩1003的底部焊接固定有送风罩1004，挡罩1003的外壁上均匀镶嵌有通风导筒1005，送风罩1004远离挡罩1003的一端焊接连通有风机1006，除尘筒1001的外壁上固定镶嵌有连接管1007，送风罩1004呈漏斗状固定在挡罩1003的底部，通风导筒1005倾斜状安装在挡罩1003的外壁上，且每组通风导筒1005的内部固定镶嵌有过滤网，工作时，当陶粒在挡罩1003上碰撞蹦跳时，风机1006通电启动，通过送风罩1004向挡罩1003内部吹入气体，气体通过通风导筒1005对陶粒进行推动，在倾斜状的通风导筒1005的引导作用下，气体倾斜向上吹动，将陶粒中夹杂的粉尘吹入连接管1007内部，连接管1007内部镶嵌有过滤网，可以有效的避免陶粒进入连接管1007内部，通过风力的鼓吹，使得陶粒内部夹杂的粉尘有效的导出。

连接管1007的另一端焊接连通有连接环筒1008，连接环筒1008的外形为圆环状，且连接环筒1008与除尘筒1001的圆心位置位于同一竖直直线上，连接环筒1008的外侧通过管道连通有连接盒12，且连接盒12的另一端通过管道固定连通在回料口106上，工作时，连接管1007内部进入的粉尘通过连接环筒1008进入连接盒12内部，并通过管道从回料口106内重新进入混合桶103的内部，使得该装置可以导出的粉尘进行回收利用，避免不必要的粉尘排放，且有利于对资源循环回收利用。

除尘筒1001的底部焊接连通有出料斗1009，且出料斗1009的另一端固定连通有筛选机构11，筛选机构11包括有圆筒1101，圆筒1101的内部中间位置横向插设有第三转轴1102，且第三转轴1102的一端固定连接有第三伺服电机1103，第三转轴1102位于圆筒1101的内部的一端外侧固定安装有螺旋叶1104，圆筒1101的外壁上均匀开设有通孔1105，圆筒1101呈倾斜状安装连通在出料斗1009的底部，螺旋叶1104通过第三转轴1102与圆筒1101转动连接，螺旋叶1104的外形为螺旋状，螺旋叶1104的外侧边缘位置贴合在圆筒1101的内壁上，工作时，除尘筒1001内部除尘过后的陶粒向下掉落到圆筒1101的内部，通过圆筒1101外壁上开设的通孔1105进行过滤，有利于将陶粒内部较小的不合格品过滤，通过设置螺旋叶1104转动安装在圆筒1101的内部，当第三伺服电机1103通电启动后，可以带动固定在其转动输出上的第三转轴1102转动，使得螺旋叶1104在圆筒1101内部转动，通过螺旋叶1104的螺旋转动，在轴向输送力的作用下延缓陶粒下落的速度，使得陶粒在圆筒1101的内部充分进行筛选操作，合格的陶粒通过圆筒1101右侧的开口导出。

圆筒1101的外侧下方位置包裹有回收箱1106，且回收箱1106的一侧焊接连通在第四输料泵1107的输入端上，圆筒1101的右侧外壁开设有贯穿状的开口，回收箱1106包裹在通孔1105的外侧，第四输料泵1107的输出端通过管道连通在连接盒12上，在通孔1105的过滤作用下，不合格的陶粒向下掉落到回收箱1106的内部，并通过第四输料泵1107通电抽动输送带连接盒12内部，通过管道从回料口106内部进入混合桶103中，进行回收利用，有利于避免资源浪费。

一种煤矸石、磷石膏与污泥协同制备陶粒的方法，包括如下步骤：

步骤一：通过进料口105向混合桶103的内部加入煤矸石、磷石膏以及煤气化渣原料，第一伺服电机104在通电启动后带动混合桶103前后摆动，并且第二伺服电机109通电启动后转动，通过第二转轴107带动搅拌叶108转动，对混合桶103内部的加注的原料进行搅拌混合，使得加入的煤矸石、磷石膏以及煤气化渣原料混合均匀；

步骤二：混合均匀的原料通过第一输料泵2的抽动进入到碾磨机3的内部，在碾磨机3的内部研磨成粉；

步骤三：研磨成粉的原料向下掉落到造粒机4的内部，通过造粒机4的工作启动，加工成颗粒状半成品；

步骤四：造粒机4内部加工成颗粒状的半成品在第二输料泵5的工作启动下，抽送到回旋窑6的内部，通过回旋窑6的烧制形成陶粒；

步骤五：回旋窑6内部烧制成型的陶粒输送到冷却机构7的内部，在冷却机构7的内部进行冷却，冷却机构7外壁上包裹的热管801，将冷却机构7内部的余热进行回收并输送到冷凝管802的内部，进行余热利用；

步骤六：回旋窑6内部烧制成型的陶粒通过第三输料泵9的抽动输送到除尘机构10内部，在除尘机构10内部将陶粒内部混合的尘土进行吹除，并将分离出的尘土重新输送到搅拌机构1内部进行再次利用；

步骤七：除尘机构10内部除尘过后的陶粒向下掉落进入筛选机构11的内部，经过筛选机构11的筛分，使得陶粒内部的不良颗粒筛选出来，合格品导出，不合格品则通过连接盒12重新输送到搅拌机构1内部，进行回收利用。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。